多功能風速計是測量空氣流速的儀器

 

　　多功能風速計顧名思義是測量空氣流速的儀器。多功能風速計的種類較多，氣象臺站常用的為風杯風速計，它由3個互成120°固定在支架上的拋物 錐空杯組成感應部分，空杯的凹面都順向一個方向。整個感應部分安裝在一根垂直旋轉軸上，在風力的作用下，風杯繞軸以正比于風速的轉速旋轉。另一種旋轉式風速計為旋槳式風速計，由一個三葉或四葉螺旋槳組成感應部分，將其安裝在一個風向標的前端，使多功能風速計隨時對準風的來向。槳葉繞水平軸以正比于風速的轉速旋轉。

 

　　多功能風速計的應用很廣泛，在所有領域都能靈活運用，廣泛應用于電力、鋼鐵、石化、節能等行業，在北京奧運會中還有其他的應用，帆船比賽，劃艇比賽，野外射擊比賽等都需要用到風速儀來測量?，F在的風速儀比較先進，除了測量風速外同時還可以測風溫、風量。有很多行業都需要用到風速儀，推薦使用的行業：出海捕撈業、各類風扇制造業、需要抽風排氣系統的行業等等。

 

　　1、熱線風速計。一根被電流加熱的金屬絲，流動的空氣使它散熱，利用散熱速率和風速的平方根成線性關系，再通過電子線路線性化（以便于刻度和讀數），即可制成熱線風速計。熱線風速計分旁熱式和直熱式兩種。旁熱式的熱線一般為錳銅絲，電視場強儀其電阻溫度系數近于零，多功能風速計的表面另置有測溫元件。直熱式的熱線多為鉑絲，在測量風速的同時可以直接測定熱線本身的溫度。熱線風速計在小風速時靈敏度較高，適用于對小風速測量。它的時間常數只有百分之幾秒，是大氣湍流和農業氣象測量的重要工具。

 

　　2、風杯風速計。多功能風速計是常見的一種風速計。轉杯式風速計早由英國魯賓孫發明，當時是四杯，后來改用三杯。三個互成度固定在架上的拋物形或半球形的空杯都順一面，整個架子連同風杯裝在一個可以自由轉動的軸上。在風力的作用下風杯繞軸旋轉，其轉速正比于風速。轉速可以用電觸點、測速發電機或光電計數器等記錄。

 

　　3、聲學風速表。在聲波傳播方向的風速分量將增加（或減低）聲波傳播速度，利用這種特性制作的聲學風速表可用來測量風速分量。聲學風速表至少有兩對感應元件，電視場強儀每對包括發聲器和接收器各一個。使兩個發聲器的聲波傳播方向相反，如果一組聲波順著風速分量傳播，另一組恰好逆風傳播，則兩個接收器收到聲脈沖的時間差值將與風速分量成正比。如果同時在水平和鉛直方向各裝上兩對元件，就可以分別計算出水平風速、風向和鉛直風速。由于超聲波具有抗干擾、方向性好的優點，聲學風速表發射的聲波頻率多在超聲波段。

 

　　便攜式風速計為便攜式設計的三杯式風向風速儀， 儀器測量部分采用了單片技術， 可以同時測 量瞬時風速，平均風速， 瞬時風級， 平均風級和對應浪高等 5個參數。 該儀器所采用的液晶 顯示屏為專業定制， 國內， 其中測量參數和測量單位直接用漢字顯示在液晶屏上， 而測 量數據顯示的數字高達 18mm ,便于教學演示時較遠距離觀察。

 

　　便攜式風速計采用低功耗設計并采用液晶（LCD ）顯示，大大減少了儀器的功耗。而且帶有數 據鎖存功能，便于讀數， 在風向部分采用了自動定北裝置，測量時無需人工對北， 簡化測量 操作。 儀器具有體積小， 重量輕， 功能全， 耗電省， 字符大， 顯示直觀， 方便攜帶等的優點， 可廣泛用于農林，環境，海洋，科學考察等領域測量大氣的風參數。

 

　　1. 風向部分

 

　　風向部分由保護風向度盤的回彈頂桿所支撐。整體結構由風向標， 風向軸及風向度盤等 組成， 裝在風向度盤上的磁棒與風向度盤組成磁羅盤用來確定風向方位。 當下拉鎖定旋鈕并 向右旋轉定位時， 回彈頂桿將風向度盤放下， 使錐形寶石軸承與軸尖相接觸， 此時風向度盤 將自動定北。 風向示值由風向指針在風向度盤上的穩定位置來確定。 當左旋轉鎖定旋鈕并使 其向上回彈復位時， 回彈頂桿將風向度盤頂起并定位在儀器上部， 并使錐形寶石軸承與軸尖 相分離，以保護風向度盤及軸承與軸尖不受損壞。 （注：當儀器使用完畢后必須及時回復此 狀態）

 

　　2. 風速部分

 

　　便攜式風速計傳感器采用的是傳統的二杯旋轉架結構。 它將風速變成旋轉架的轉速。 為了減小 啟動風速， 采用特殊材料的輕質風杯和寶石軸承支撐。 通過固定在旋轉架上的裝置經傳感器 檢測后將信號傳送到主機內進行測算。

 

　　便攜式風速計內的單片機對風傳感器的輸出信號進行采樣， 校正， 計算， zui后由儀器輸出瞬時風 速 /一分鐘平均風速 /瞬時風級 /一分鐘平均風級 /平均風級對應的浪高 5個參數。測得的參數 在儀器的液晶顯示器上采用數字直接顯示出來。 為了減少儀器的功耗， 儀器中的傳感器和單 片機都采取了一系列降低功耗的專門措施。 為了保證數據的可靠， 當電源電壓太低時， 顯示 器下部電池標記顯示缺電，提示用戶電源電壓太低數據已不可靠，需要及時更換電池。

 

　　便攜式風速計用在采暖、通風、空氣調節、氣象、農業、冷藏、干燥、勞動衛生調查等各方面。需要測定室內外或模型的氣流速度時都可使用，是一種測量低風速度的基本儀器。

 

　　多功能風速計由熱球式測頭和測量儀表兩部分組成。測桿的頭部有一直徑約0.8毫米的玻璃球。球內繞有加熱玻璃球用的的鎳鉻絲線圈和兩個串聯的熱電偶。熱電偶的冷端連接在磷銅質的支柱上，直接暴露在氣流中，當一定大小的電流通過加圈后，玻璃球的溫度升高，升高的程度和氣流的速度有關，流速小時升高的程度大，反之升高的程度小。升高程度的大小通過熱電偶產生熱電勢在電表上指示出來。因此在校正后，即可用電表讀數表示氣流的速度。

 

　　便攜式風速計將流速信號轉變為電信號的一種測速儀器，也可測量流體溫度或密度。其原理是，將一根通電加熱的細金屬絲（稱）置于氣流中，在氣流中的散熱量與流速有關，而散熱量導致溫度變化而引起電阻變化，流速信號即轉變成電信號。

 

　　多功能風速計有兩種工作模式：①恒流式。通過的電流保持不變，溫度變化時，電阻改變，因而兩端電壓變化，由此測量流速；②恒溫式。的溫度保持不變，如保持150℃，根據所需施加的電流可度量流速。恒溫式比恒流式應用更廣泛。長度一般在0.5～2毫米范圍，直徑在1～10微米范圍，材料為鉑、鎢或鉑銠合金等。若以一片很薄（厚度小于0.1微米）的金屬膜代替金屬絲，即為熱膜風速儀，功能與熱絲相似，但多用于測量液體流速。除普通的單線式外，還可以是組合的雙線式或三線式，用以測量各個方向的速度分量。

 

　　多功能風速計從輸出的電信號，經放大、補償和數字化后輸入計算機，便攜式風速計可提高測量精度，自動完成數據后處理過程，擴大測速功能，如同時完成瞬時值和時均值、合速度和分速度、湍流度和其他湍流參數的測量。風速儀與皮托管相比，具有探頭體積小，對流場干擾??；響應快，能測量非定常流速；能測量很低速（如低達0.3米/秒）等優點。